磷肥不同施用量對玉米經濟系數·產量和磷肥指標的影響

周小芹，楊志奇，趙尚文，溫宏昌，張喜平，呂莉莉，田志強

(天水市農業科學研究所，甘肅天水 741000)

磷是作物生長不可缺少的重要元素之一，以多種方式參與植物體內各種生物化學過程，對促進植物生長發育和新陳代謝起著非常重要的作用[1]。磷有施入不同土壤極易被固持等特征，研究表明，磷在當季作物的利用率僅為10%～25%[2]。因磷肥利用率低，如不科學合理地施用磷肥，必然造成直接的經濟損失；長此以往，還會嚴重破壞土壤結構。同時，部分磷還會隨地表徑流，由陸地生態系統向水體生態系統遷移，加速了水體的富營養化，造成水域環境脅迫[3]。黃土高原地區是我國重要旱作農業區，區域內土壤貧瘠，水資源嚴重缺乏，土壤養分和水分是限制農業發展的主要因素，長期生產實踐證明，通過增加肥料投入培肥土壤，是提高該區糧食單產、實現農業可持續發展的關鍵措施，特別是施用磷肥[4]。近幾年，種植戶為了提高作物產量，盲目大量施用化肥，導致農業成本增加、磷素在土壤中積累過度，如何合理施肥，在保障作物產量的同時，又能降低環境風險還能提高耕地土壤肥力是發展綠色農業的有效途徑。筆者通過田間試驗，在同等有機肥、氮肥和鉀肥條件下，研究了磷肥不同施用量對玉米經濟系數、產量和磷肥指標的影響，以期為天水市干旱半干旱區玉米磷肥的合理施用和化肥零增長提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料供試作物為春玉米，指示品種為中單2號；氮肥為尿素(含N 46.4%)；磷肥為過磷酸鈣(含P2O512%)；鉀肥為硫酸鉀(含K2O 51%)；地膜采用0.01 mm白膜。

1.2 試驗地概況試驗設在天水市秦州區中梁鎮三灣村(天水市農業科學研究所試驗田)，該區屬半干旱山區，年平均氣溫為11 ℃左右，海拔1 650 m，降雨量500～850 mm。試驗地土壤屬中壤黃綿土。前茬作物玉米，有機肥為雞糞，當地小型養雞場購買，腐熟期超過90 d。試驗前測定0～20 cm耕層土壤基本理化性狀為有機質16.8 g/kg，全氮 0.98 g/kg，全磷0.86 g/kg，全鉀20.2 g/kg，堿解氮69.8 mg/kg，速效磷22 mg/kg，速效鉀102 mg/kg，pH 8.32。前茬作物玉米。有機肥(雞糞)有機質、全氮、全磷和全鉀含量分別為44.07、3.12、1.52和13.60 g/kg；堿解氮、速效磷和速效鉀含量分別為252.25、268.9和1 635 mg/kg。

1.3 試驗設計試驗共設6個處理，小區面積30 m2,3次重復。施有機肥7 500 kg/hm2、N 69 kg/hm2、K2O 60 kg/hm2，施P2O5分別為0、43.5、87.0、130.5、174.0和217.5 kg/hm2，均按照P0、P43.5、P87.0、P130.5、P174.0和P271.5標識各個處理。有機肥和肥料結合整地一次性施入。栽培方式，結合當地種植習慣，條膜覆蓋，先鋪膜后7 d人工點播，保苗6.0萬～6.6萬株/hm2，其他田間管理措施同當地大田。成熟期每小區分別選取具有代表特征的玉米20株，從根部距地面5 cm切割，帶入室內風干后測定株高、穗長、穗粗、禿頂長、穗行數、行粒數、千粒重。小區單打單收，籽粒脫粒后曬干稱取籽粒產量。

1.4 數據分析數據采用軟件Excel作圖，DPS 8.00進行數據顯著性分析，并用LSD法檢驗差異顯著性。

磷肥貢獻率=(施磷區產量-不施磷區產量)/施磷區產量×100%

磷肥農學利用率(kg/kg)=(施磷區籽粒產量-無磷區籽粒產量)/施磷量

磷肥偏生產力(kg/kg)=籽粒產量/磷肥(P2O5)用量

2 結果與分析

2.1 磷肥不同施用量對玉米生育時期的影響由表1可知，不同施磷(P)處理對玉米生育期的影響不同。施磷174.0、217.5 kg/hm2時拔節期較減磷處理延遲1～2 d，大喇叭口期較不施磷處理和減磷處理提前1～2 d。隨著生育進程的推進，不同施磷(P)處理，由于供磷量的不同，影響玉米的生長。不施磷和施磷較少的處理由于磷肥供應不足，拔節期提前，影響有效完成干物質累積。而不同施磷處理，玉米成熟期和生育期又不盡相同，玉米的生育期隨著磷肥施用量的不同相差1～3 d，呈現不規律的變化。

表1 不同種植模式及施肥量對玉米生育期的影響

2.2 磷肥不同施用量對玉米經濟性狀的影響由表2可知，不同磷肥處理下，P217.5和P130.5株高、穗粗、禿頂長、千粒重均優于P0、P43.5、P87.0處理，穗長、穗行數和行粒數處理間差異較小，相對比較穩定，磷肥的施用量直接影響玉米的株高、穗粗、禿頂長和千粒重等，株高、穗長、穗粗處理間在0.01水平差異不顯著，而在0.05水平時不同磷肥處理差異顯著，株高、穗長、穗粗沒有隨著磷肥施用量的變化發生規律性的變化，而千粒重隨著磷肥施用量的增加不斷增加，說明磷肥的施用在一定程度可以提高玉米籽粒的千粒重。

表2 不同種植模式及施肥量對玉米經濟性狀的影響

2.3 磷肥不同施用量對玉米籽粒產量的影響從圖1可以看出，玉米籽粒產量隨著磷肥施用量的增加而增加，P217.5最高，達11 112.15 kg/hm2，P0最低為7 750.50 kg/hm2，P43.5、P87.0、P130.5、P174.0和P217.5較P0分別提高14.33%、34.43%、39.08%、42.95%和43.37%，差異顯著。P217.5處理籽粒產量較P43.5、P87.0、P130.5、P174.0分別提高25.40%、6.65%、3.09%、0.30%，施磷處理之間差異不顯著，尤其P174.0其玉米籽粒產量僅提高0.30%，相對于施磷水平可以忽略不計。

注：不同小寫字母表示不同處理間差異顯著(P<0.05)；不同大寫字母表示不同處理間差異極顯著(P<0.01)

2.4 磷肥不同施用量對磷肥貢獻率、農學利用率和偏生產力的影響由表3可知，磷肥貢獻率隨著施磷量的增加呈遞增趨勢，磷肥貢獻率為12.53%～30.25%，P217.5磷肥貢獻率最高為30.25%，較P174.0的磷肥貢獻率30.05%高0.2百分點，玉米籽粒產量P217.5較P174.0高0.30%，從磷肥貢獻率和籽粒產量兩方面看，P174.0的磷肥貢獻率30.05%較為合理。從磷肥的農學效率和磷肥偏生產力看，不同施磷量之間存在差異，隨著施磷量的增加均呈遞減趨勢。

表3 磷肥不同施用量對肥效指標的影響

3 結論與討論

不同施磷處理對玉米生育期的影響不同，施磷174.0、217.5 kg/hm2時拔節期較減磷處理延遲1～2 d，大喇叭口期較不施磷處理和減磷處理提前1～2 d。而不同施磷處理，玉米成熟期和生育期又不盡相同；不同磷肥處理影響玉米的株高、穗粗、禿頂長、千粒重，而穗長、穗行數和行粒數處理間差異較小，P217.5和P130.5株高、穗粗、禿頂長、千粒重均優于P0、P43.5、P87.0處理，磷肥的施用對玉米的生長發育有明顯的影響；陳書強等[5]研究表明，隨著施磷量的增加，玉米株高呈增加趨勢，而穗長、穗行數、行粒數、千粒重和產量均呈拋物線變化，5項指標均以75 kg/hm2最大；研究顯示，提高磷肥施用量可以增強玉米長勢，但并非施磷量越大時效果越好，穗長、穗行數、行粒數、千粒重和產量均以施磷量75 kg/hm2處理最大，表明只有適量施用磷肥才可以改善玉米產量構成因子，提高產量水平。

玉米籽粒產量隨著磷肥施用量的增加而增加，P217.5最高，達11 112.15 kg/hm2，P0最低為7 750.50 kg/hm2，P217.5處理籽粒產量較P43.5、P87.0、P130.5、P174.0分別提高25.40%、6.65%、3.09%、0.30%，施磷處理之間差異不顯著，尤其P174.0其玉米籽粒產量僅提高0.30%，相對于施磷水平可以忽略不計。宇萬太等[6]研究顯示，施磷玉米增產24.2%～27.8%，1 kg磷肥增產玉米19.21～69.54 kg。適量施用磷肥可以減少玉米產量年際間的波動，起到穩產的作用。韓秉進等[7]研究顯示，在大豆-玉米輪作區，施磷比無肥區增加45.2～47.0 kg/hm2。張愛君等[8]研究表明，在江蘇黃潮土上，在施用氮肥的基礎上施用磷肥使玉米產量從5 115.0 kg/hm2提高到6 130.5 kg/ hm2。孫恒等[9]研究表明，施用磷肥對玉米籽粒產量有一定的影響，施磷量在0～120 kg/hm2時，玉米籽粒產量隨施磷量的增加而增加，施磷量在120～480 kg/ hm2時，玉米籽粒產量隨施磷量的增加而降低，但玉米籽粒產量降低不顯著。張寶貴等[2]研究顯示，施肥對玉米籽粒中N、P、K養分的吸收量及含量均有一定的影響，其中磷肥的影響最大，施用磷肥的處理比不施磷肥處理玉米籽粒中磷素吸收量提高了9.8～10.5 kg/hm2。劉德江等[10]研究顯示，氮、磷、鉀肥對玉米產量的貢獻率分別是6.18%、20.69%、12.42%，磷肥對玉米產量的貢獻率相對最高。至于該地區施磷量多大，會降低玉米產量需要進一步研究，但從資源節約和生態安全等方面考慮，該地區玉米的經濟安全施磷量應控制在174 kg/hm2以下。

磷肥貢獻率在一定范圍內與磷肥施用量呈正相關，從P0～P217.5其變幅為12.53%～30.25%，P217.5磷肥貢獻率最高30.25%，較P174.0的磷肥貢獻率30.05%高0.2百分點，就玉米籽粒產量P217.5較P174.0高0.30%，從磷肥貢獻率和籽粒產量兩方面看，P174.0的磷肥貢獻率30.05%較為合理；從磷肥的農學效率和磷肥偏生產力看，不同施磷量之間存在差異，隨著施磷量的增加均呈遞減趨勢；玉米磷肥農學效率和偏生產力與磷肥施用量呈負相關，研究發現，磷肥施用不足雖能提高磷肥的農學效率和偏生產力，但明顯降低了產量收益，而高施磷量的農學效益和偏生產力低下，不利于資源節約和環境友好，P174.0處理的農學效率為19.13 kg/kg，偏生產力為63.68 kg/kg，貢獻率30.05%，在該區域可以保證玉米籽粒產量，同時利于資源節約、環境友好又可以培肥土壤。

磷肥施用量的不同可以影響玉米的生育期、產量、株高、穗粗、禿頂長、千粒重等，當施磷量達87.0 kg/hm2時，繼續施磷對玉米籽粒的產量影響逐漸變小；當達174.0 kg/hm2以上時，施磷對玉米籽粒產量的貢獻可以忽略不計。該試驗結果認為，在天水半干旱山區黃綿土土壤上玉米磷的施用量為施有機肥一般施87.0～174.0 kg/hm2，不施有機肥一般不超過217.5 kg/hm2。